一、施工准备:
1、凿除深层搅拌桩施工区域的硬地坪,以确保工程施工的正常进行。 2、平整垫实桩机,铺设轨道和枕木,必须做到施工时桩机不下陷,确保安全施工。
3、做好进场设备的维修保养,做到相应配套,性能最好、应用方便、器具齐全。
三、水泥土搅拌桩施工方法: ㈠施工工艺流程:
深层搅拌桩定位→预搅下沉→配制水泥浆→喷浆搅拌、提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至孔口→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩、重复以上工序。
㈡水泥土搅拌桩施工方法:
1、测量放样、样槽开挖:根据现场水准点、轴线放出桩位轴线,打好钢筋定位桩,并请业主或总包复核,妥善保护。
2、就位对中:搅拌桩采用单钻头施工,桩与桩的搭接不小于20cm;相邻桩施工时间间隔不得超过16小时。深层搅拌桩移到指定桩位对中,中心偏差不得大于4cm,并确保安装稳固。
3、预备下沉:搅拌机预备下沉时,应空载运转,并开动机械冷却循环系统,待正常后方可放松钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌下沉。速度由电气控制装置的电流监测表控制,工作电流不得大于额定值。
4、固化剂浆液:按照设计,搅拌桩采用P42.5普通硅酸盐水泥,水泥掺入比15%,水灰比0.55。固化剂浆液要严格按预定的配合比拌制,制备好的浆液不得离析,不得停置时间过长,超过2小时的浆液应降低标号使用。
5、第一次喷浆搅拌提升:搅拌桩注浆采用二次提升搅拌头二次完成,第一次为水泥用量的70%,第二次为30%。施工时借设备自重,以不大于1.0m/min的匀速沉至设计标高后,再以不大于0.50m/min的均匀速度提起搅拌头。与此同时开启压浆泵,待浆液到达喷浆口,搅拌头一边搅拌提升,一边喷浆,使灰浆与土体拌和。搅拌头压浆提升到设计的顶面高度时,要求集料斗中水泥正好排空。
6、重复搅拌下沉:深层搅拌桩喷浆提升到设计标高后,关闭灰浆泵。为使软土和浆液搅拌均匀,搅拌头再次下沉。
7、第二次喷浆搅拌提升:搅拌头第二次下沉到设计深度以后,开启注浆泵,进行第二次喷浆提升、搅拌。搅拌头提升到设计标高时,关闭注浆泵,这时集料斗中的浆液应正好排空。
四、内插H型钢双轴水泥土搅拌桩施工方法: ㈠H型钢进场:
H型钢全部钢结构公司制作,进场后由专职人员对其外观、材质、质量及出厂合格证等进行检查。
㈡涂刷减摩剂:
根据设计要求,本支护结构的H型钢在结构强度达到设计要求后必须全部
拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂,以利拔出;要求型钢表面均匀涂刷减摩剂。
1、清除H型钢表面的污垢及铁锈。
2、减摩剂必须用电热棒加热至完全融化,用搅棒搅时感觉厚薄均匀,才能涂敷于H型钢上,否则涂层不均匀,易剥落。
3、如遇雨雪天,型钢表面潮湿,应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂,不可以在潮湿表面上直接涂刷,否则将剥落。
4、如H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂,必须在涂刷施工前抹去表面灰尘。
5、H型钢表面涂上涂层后,发现涂层开裂、剥落,必须将其铲除,重新涂刷减摩剂。
㈢型钢的插入与固定: 1、施工示意图:
吊 钩吊 钩定位型钢钢筋型 钢定位型钢型 钢搅拌桩型 钢搅拌桩1、型钢起吊2、型钢定位3、型钢固定完 成 效 果
2、施工措施:
⑴为利于H型钢回收再利用,在H型钢插入前预先热涂减摩剂,用电热丝将固体状减摩剂加热熔化后均匀涂抹在H型钢表面。
⑵待水泥土搅拌桩施工完毕后2~4小时内型钢插入,吊机立即就位,准备吊放H型钢。装好吊具和固定钩,采用履带吊机起吊H型钢,型钢必须保持垂直状态。H型钢插入时间必须控制在搅拌桩施工完毕3小时内。
⑶用槽钢穿过吊筋搁置在定位型钢上,待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后,将吊筋与沟槽定位型钢撤除。定位卡必须牢固、水平,然后将H型钢底部中心对正桩位中心沿定位卡慢慢、垂直插入水泥土搅拌桩体内,用线锤控制垂直度。
⑷当H型钢插入到设计标高时,用F8吊筋将H型钢固定。溢出的水泥土进行处理,控制到一定标高,以便进行下道工序施工。
⑸待水泥土搅拌桩硬化到一定程度后,将吊筋与槽沟定位型钢撤除。
⑹若H型钢插放达不到设计标高时,则采用提升H型钢,重复下插使其插到设计标高,下插过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。
㈣施工记录: 施工过程中,由工长负责填写施工记录,施工记录表中详细记录了桩位编号、桩长、断面面积、下沉(提升)搅拌喷浆的时间及深度、水泥用量、试块编号、水泥掺入比、水灰比。施工过程中质检员、技术负责人、监理工程师监督施工,施工记录报项目监理审批。
㈤拔除H型钢:
1、在围护结构完成使用功能后,由总包方或监理方书面通知进场拔除。 2、H型钢拔除场地较小,机械停在顶板上作业,总包方应保证围护外侧满足履带吊>6m回转半径的施工作业面。型钢两面用钢板贴焊加强,顶升夹具将H型钢夹紧后,用千斤顶反复顶升夹具,直至吊车配合将H型钢拔除。
3、H型钢露出地面部分,不能有串连现象,否则必须用氧气、乙炔把连接部分割除,并用磨光机磨平。
4、桩头两面有钢板贴焊,增加强度,检查桩头Φ100圆孔是否符合要求,若孔径不足必须改成Φ100;如孔径超过则应该割除桩头并重新开孔,每根桩头必须待两面贴焊钢板后才能进行拔除施工。
五、施工技术要求:
1、搅拌桩施工时,每台班均须检查搅拌头几何尺寸。
2、施工场地基本要求平整,桩位按设计布置放线定位,成桩后的桩位偏差不大于50mm。
3、每根桩施工前,必须校正搅拌轴两个方向的垂直度,垂直度误差不超过1.5%。
4、设备运转正常后,搅拌轴沿导向架切土下沉,下沉速度不应大于1.5m/min。 5、搅拌桩预搅下沉时应尽量不用水冲下沉,当遇到硬土层下沉太慢时方可适量冲水。凡经输浆管冲水下的桩,喷浆前必须将管内的水排清,同时考虑冲水成桩对桩身强度的影响。
6、喷浆搅拌提升应符合下列要求:
⑴搅拌头下沉到设计标高后,开启灰浆泵,将已拌制好的水泥浆压入地基土中,并边喷浆边搅拌,约1-2分钟后上提搅拌头,搅拌头的提升速度不应超过0.5m/min。
⑵在压浆时,前台操机与后台供浆应紧密配合,联络信号必须明确,后台供浆必须连续,一旦因故停浆,必须立即通知前台。
⑶搅拌所用固化剂浆液倒入集料斗,应经筛过滤,以免浆内结块损坏泵体。 ⑷重复上下搅拌时,要求沿桩长的喷浆量均匀,成桩结束浆液也应用完。 ⑸由于电压过低,输浆管堵塞或其它原因造成停机的,当搅拌机重新启动后,应浆搅拌头至少下沉0.5m,再继续喷浆搅拌。
⑹搅拌头提至距地面2m时,喷浆压力宜低于0.3MPa。 7、桩长不小于设计值。 8、相互搭接的桩体须连续施工,一般相邻的施工间隔时间不宜超过16小时,特殊情况超过48小时,须在桩后增加一组桩,以防渗漏。
六、质量控制和保证措施:
1、施工中应对每根桩进行质量检查和做好施工记录。
2、 施工中应对浆液的配合比和水灰比以及各种材料质量进行严格的质量控制,水泥浆不得离析,严格按预定的配合比配置水泥浆,水泥中不得有结块。为防止水泥浆发生离析,可在灰浆拌制机中不断搅动,待压装前再缓慢倾入集料斗中。水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比0.45-0.55左右。浆液水灰比用比重计抽杳,水泥掺量查施工记录,每台班不少于三次。
3、开钻后每天应对钻头叶片长度和磨损情况进行检查,发现长度不够、磨损严重时应进行修整,确保有效桩径。
4、搅拌下钻时除非遇硬土层确实下钻速度明显降低和工作电流过大而允许适当加大助沉外,一般情况下不允许加水加快搅拌下钻速度。
5、必须控制好喷浆提升速度进行提升喷浆,提升或下沉速度不大于0.5m/min。
6、土体应充分搅拌、充分破碎;以破坏原状土的结构,使之便于水泥均匀搅拌,所以必须进行二次复搅。
7、对每根桩的桩位、桩的垂直度,在施工中应严格控制。
8、桩与桩搭接停工时间不应大于24小时,如间歇时间过长,应采取在接缝外侧补桩或注浆的封闭措施。
9、喷浆时的提升速度必须根据桩径、水泥掺入比、压浆泵流量、喷浆次数和被加固土体的重度等进行控制,以保证提升速度和压浆流量相匹配。
10、在喷浆提升的过程中若中途因故停浆时,应将搅拌头下沉至停浆点以下50cm,待恢复供浆后再提升喷浆。若停浆超过3h,应考虑拆管清洗为妥。
11、按照两次喷浆要求分配两次的喷浆量和合理的提升速度,使第二次喷浆到桩顶后,浆液正好用完。
12、喷浆提升至桩顶标高时应停止提升,继续搅拌数秒钟,以保证桩头密实。 13、在正常施工中应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度,搅拌桩的垂直度偏差不得超过1%,定位误差不得超过20mm,桩位偏差不得大于50mm。
14、为使搅拌桩桩体基本垂直于地面,必须保证起重机的平整度,方可保证导向架的垂直度。
15、成桩后保养期内,桩基区域内不得有严重扰动和重物堆压,以免影响质量。
(二)基坑降水方案
一、基坑降水计划:
本工程采用双头水泥搅拌桩止水帷幕,计划采用大口井降水,降水井设置如下:
1、降水井,井径800mm,无砂混凝土井管400mm,井深13m,井数为153口;
2、观测井,井径800mm,无砂混凝土井管400mm,井深8m,井数为14口;
3、降水井采用无砂混凝土井管,无砂混凝土井管滤料采用2-5mm等粒径中粗砂或无粉碎石屑。要求至少提前20天开始降水,并将地下水位降至坑底以下不小于0.5m。
4、基底采用盲沟与大口井结合方式组织地表水外排(盲沟做法:用编织袋或土工布包等粒径碎石,宽300mm,深300~500mm,盲沟至围护结构距离不
得小于5m),确保开挖过程中基底不积水。基坑顶部四周开挖250×150排水明沟(截水沟),防止基坑外围水流入。
二、降水方案:
1、降水井成井采用泵吸式反循环钻机,此种方式可减小水泥浆比重,有利于降水,井管采用直径400无砂水泥管,外围回填等粒径碎石,其透水直径不小于700mm,空压机洗井。降水井应高出地面500mm,并在降水井四周设警示标志并设专人巡视,防止井点损坏或人员掉入跌伤。
2、基坑四周设观测井,随时观测水位。降水井成井工作应控制在5天内完成。一般所选用水泵的排水量为基坑涌水量的1.5-1.0倍。整个基础施工期间降水应连续进行,以保证基础施工期间地下水稳定在在槽底以下0.5m。
3、基坑降水在基坑开挖前20天开始,待地上结构施工至三层以上时停止降水,大口井在进行基础底板浇注时封死。位于基础底板下的大口井,在进行垫层施工时,在井内设置钢管,泵管与电缆从钢管内穿出,然后向井内填塞碎石,做混凝土垫层与防水层,为了防止此处渗漏,防水层卷上钢管200mm,同时在钢管上焊钢止水环,钢管的端部设置节门接口。为了保证降水的效果,在进行垫层施工前,要认真检查抽水泵的运转情况,防止坏泵封入井内,影响降水效果。当地下室底板混凝土浇筑时,将泵管、电线割断,钢管端部安装水节门,将地下水截住,然后随同底板一起浇筑封井。
4、地下室墙外侧的大口井保留于地下室外墙外防水施工完成,基坑回填土至地下水位以上时停止降水,抽出水泵将井填死。
三、基础排水方案
受场地地下水贮存条件及施工条件的制约,以及管井降水的局限性,各土层界面可能会有少量渗水现象。为保证基础施工的顺利进行,基坑开挖时,可采用堵排措施予以解决,槽底设置500×300mm的排水盲沟,与大口井相连,地表水排入大口井,再由大口井抽出。。
在基坑开挖至槽底后立即由人工开挖排水盲沟,排水盲沟在基坑内将各大口井纵横贯通成排水网。地下涌上来的水,通过盲沟流到外边的井内抽出,不会对垫层产生反压力。特别是避免了由于封井不好带来的后患。
四、降水井施工工艺: 1、施工工艺流程:
井点测量定位→挖井口、安护筒→钻孔就位→钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→盖井盖→清理施工现场→降水管理→降水任务完成→封井
2、施工工艺方法: ⑴钻井:
按布设的井位坐标测放井位,采用钢筋做显著标志,对井位处的地面标高进行测量,确定井深。钻井设备选用GPS-15钻机,成孔采用正循环自然泥浆造浆,泥浆护壁回转钻进成孔,钻头选用带保径圈的三翼钻头,钻头直径按设计及规范要求。根据施工经验,使用这些钻头施工稳定性好,能确保成孔质量,能有效控制成孔中的缩径现象,确保工程质量。采用反循环潜水钻机成井,井径及孔深不小于设计要求,井孔圆正垂直。
⑵换浆:
井管下入前注入清水置换,砂石泵抽出沉渣并测定井深。用水泵或捞砂管抽
出沉渣,使井内泥浆密度保持在1.15-1.25g/0mm3。
⑶吊放井管:
井管采用水泥砾石滤水管,分节下放,滤水管外包两层300g/m2无纺布。井管高出地面不小于300mm,并加盖临时保护。
⑷填滤料:
井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周连续、均匀填入,将泥浆挤出井孔。填滤料时,随填随测滤料填入高度,当填入量与理论计算量不一致时,及时查找原因。洗井后,如滤料下沉量过大,补填至井口下1m处,其上用粘土封填。滤料必须符合级配要求,合格率要大于90%,杂质含量不大于3%。
⑸洗井:
成井后,借助空压机清除孔内泥浆,至井内完全出清水为止,再用污水泵反复进行恢复性抽洗,抽洗次数不得少于6次。
洗井在成井4小时内进行,以免时间过长,护壁泥皮逐渐老化难以破坏,影响渗水效果。洗井后进行试验性抽水,确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。
⑹下泵抽水: 潜水泵在安装前,对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。深井内安设潜水电泵,用绳吊入滤水层部位,带吸水钢管的用吊车放入,上部与井管口固定。设置深井泵的电动机座应安设平稳,安装完毕进行试抽水,满足要求后始转入正常工作。
⑺封井(盖井盖):
井口地面以下2m范围内用粘性土回填压实,井管要高出地面0.3m,并在周围立显著标志和加井盖予以保护。
六、基坑降水施工:
㈠降水试运行(群井抽水试验):
根据勘察报告现有的水文地质资料及以往工程经验,在实际施工中,先完成一个封闭基坑内部分降水井,进行群井试抽水,通过电脑模型对各观测孔实测曲线与理论曲线拟合的过程对模型中各层土层采用的水文地质参数进行调整,复核和完善降水模型,优化原来的设计并用以指导降水运行。
1、试验准备:降水井施工完毕以后,选其中2口井作为抽水试验井,试验之前确保场地周围没有进行影响井质量的施工工作。
2、试验目的:试验准备工作做好后进行群井抽水试验,利用电脑模型模拟出各土层水文地质参数并予以调整后,复核和完善电脑模型,优化原来的降水设计并用以指导降水运行。
3、试验要求:群井抽水试验前,围护体系处于完全封闭,工程降水井全部施工完毕。
4、试验内容:了解场地内水位变化。直接测定井孔实际涌水量,测定涌水量与坑内水位降深关系曲线。
5、试验设备: 仪器名称 水泵 数据采集仪 压力传感器 频率读数仪 电测水位计 数量 3台 2台 1台 1台 2台 流量表 1台 主要负责人 施工员1名 施工员1名 施工员1名 资料员1名 6、人员组织: 工作内容 抽水孔流量 水位观测 观测孔水位观测 资料汇总 7、试验前准备工作: 安排好排水管道。准备好水位计及测井口标高。稳定水位观测。洗井和试验设备安装完毕后,进行抽水前的稳定水位观测,当经过2小时的观测结果变化幅度不大于20mm,且无连续升降时方可认为稳定。
8、正式抽水:
正式抽水之前,要检查电源,水泵完好,校正测线,统一时间起点,人员及设备到位,排水途径畅通,通知甲方,请甲方协助工作。
抽水试验的出水量Q,保持常量,如有变化,其允许波动率应小于3%。 抽水试验抽水时间暂定7天,一般延续时间按观测孔水位下降与时间关系曲线,即s~lgt曲线确定。
9、采集精度:出水量采用水表测量,读到0.1m3,水位的观测,在同一试验中应采用同一方法和工具。抽水孔的水位测量读到0mm,观测孔的水位测量读到mm。停止抽水后水位自然恢复,此时水位观测尤为重要,在抽水停止的同一瞬间测定恢复水位,观测频率按抽水时一样直到稳定为止。稳定标准同上。
10、测量记录:试验前,把观测孔,抽水孔的具体坐标及标高落实下来,便于科学计算。记录表要制定好,观测员要签名负责。电子数据及时存盘。
11、参数验算:根据不同的观测孔的水位下降资料,用电脑模型进行拟合,在拟合过程中对模型中各层土层的水文地质参数进行调整。调整后的模型中各层土层的参数作为模型计算降水运行方案的依据。
㈡降水运行:
1、成井基本要求:在围护体系封闭后才能进行坑内成井施工,否则地基加固会影响成井质量。降水井的成孔严格按照设计深度施工。
2、降水井运行:降水井降水在基坑开挖前20天进行,以保证有效降低开挖土体中的含水量,确保基坑开挖施工的顺利进行。抽水与排水系统安装完毕,即可开始试抽水。根据开挖进度,井内水位应控制在基坑开挖面以下1.0m。
七、降水工程的辅助及补救措施: ㈠建立地下水动态监测网: 由于降水期较长,局部排水量较大,整体工程的地下水均衡关系将发生较大变化,必然对周边环境产生影响。为了较准确地建立地下水动态监测网,我公司将针对本工程降水施工设置监测点。降水施工监测要求:
1、降水开始前,所有抽水井、观测井同一时间联测静止水位。统一编号、量测基准点。
2、选择典型代表性的一排观测井孔、从降水开始,水位观测按抽水试验观测要求进行,复合、修正设计方案,并及时进行必要的调整。
3、观测井孔的观测时间间隔分别为30min、1h、4h、8h、12h,以后每隔12h观测一次,直至降水工程结束。
4、根据观测记录,及时分析降水过程中不正常状况及产生原因,提出调整及补充措施,确保达到设计降水深度。
㈡建立沉降监测网: 在降水工程实施之前,要根据降水设计中计算的抽水影响范围和该范围内的典型建筑布设沉降观测点,在抽水期间要进行连续沉降观测,若累计沉降量接近预警值(根据不同类型建筑确定的不同预警值)时,及时上报有关单位采取必要措施。
1、临近建筑物和地下管线的减压井抽水时间尽量缩短。
2、采用信息化施工,对坑内外观测井进行监测,发现问题及时调整抽水井数量及抽水流量,进行按需降水。
3、环境监测资料及时上报,及时绘制相关的图表、曲线,调控降水运行程序,确保基坑开挖安全和环境安全。
4、在降水井群施工完成后,进行试运行,再详细制定降压降水的运行方案。 5、在降水运行过程中随开挖深度逐步降低水位,根据试运行得到的结果,按开挖深度确定井群的运行。在控制承压水头足以满足基坑稳定性要求的前提下,尽量减小水位降深,以减小和控制降水对环境的影响。
6、对各种管线、需要保护的建筑、已建成的地下地连墙等,由专业监测单位进行监测。在基坑周围按“十”字型布设地面沉降监测点。
7、基坑施工过程中,如止水帷幕发生渗漏或严重渗漏,我公司及时采取相应封堵措施,以避免基坑外侧浅层潜水位发生较大幅度下降以及由此加剧坑外的地面沉降。
8、当坑外观测井内的水位下降超过合理变化的最大值时,加密监测次数,分析原因。
㈢潜水残留水处理:
由于受潜水含水层底板凹凸不平的影响,或存在局部粘性土夹层,在含水层底部会产生残留水,这部分水若处理不好将带出地层中大量细颗粒物质,使基槽边坡土扰动出现坍塌,影响基槽开挖和基础施工。出现这种情况时,为防止坑壁塌方,放慢挖槽速度,及时在坑壁做盲管导流,并在槽边挖盲沟集水,再将集水排走。导流盲管一般采用长0.5m的Φ25塑料管,做成花管缠80目尼龙纱网。盲沟贴坑壁开挖,宽300mm,深400mm。为防止水流将基坑底细颗粒物质带走造成基底土扰动,在盲沟中填φ4-6mm砾石。
㈣降水工程的环境影响和处理措施: 1、地下水污染防治: 本次降水工程中,防治污染的首要原则是不能再加剧浅层地下水的污染,因此降水设计以“抽-排”方式为主,即将潜水通过降水井从地下抽出,然后排入市政雨、污水管道。
为了掌握场区地下水水质动态的变化情况,委托专业单位对降水区域的地下水水质进行监测、分析,进一步确定降水区域的浅层水是否被加剧污染,以制定相应的治理措施。
2、降水井的后期处理:
降水施工为结构工程施工的辅助工程,属于临时工程范畴,因此降水工程结束(竣工)后,予以拆除或采取适当处理措施。
⑴降水管井在完成其使用目的后,首先切断抽水电源,拆除井下水泵、电缆、泵管,采用石硝填入井管内,回填高度为至井口3.0m。利用井孔内存水使之饱和,依靠自重压实。当井孔内存水不能使回填石硝饱和时,边回填边注水。距离井口3.0m以上采用粘土回填,并人工捣实。近地表部分按原来地貌恢复。混凝
土在石硝回填后间隔3天回填。回填处理的有关技术要求参照《建筑地基处理技术规范》及其它规范、规程进行。
⑵暗埋排水管线、电缆等,当降水工程结束后,按照天津市政管理的有关规定,将暗埋的排水管、电缆等挖出之后,分层回填级配砂石,并分层夯实到规定的高度。
⑶降水井井口在抽水结束后,封填完成后,在路面部位要按照道路及市政要求,对井口部位要进行恢复到原有状态,确保车辆及行人的正常通行。
八、安全运行应急预案:
降水成功与否直接关系到整个工程的安全,所以在施工过程中不能忽视一些影响降水安全的因素。
㈠电源保证:
为了保证降水不间断,在施工现场除提供一路工业用电外,另外需配备柴油发电机。为了保证柴油发电机处于完好状态,发电机定期(1~2周)试运行一次,保证应急时柴油发电机能够即时发动供电。施工现场临时用电电路采用双向闸刀,以确保工业用电与柴油发电机供电自由切换,保证应急时能全部启动降水,确保在基坑开挖过程中降水不中断。
㈡排水保证:排水是否正常将直接影响降水运行,施工现场必须合理布置排水沟,以能够迅速将大量地下水排入城市管道中。
㈢井管保护:
井管管材强度不是很高,经不起机械设备的碰撞和冲击。坑内挖土时,挖机等施工机械不能直接碰撞坑内井管,井周边的土不得用挖机操作,可以人工挖土,并要有专人指挥。
坑内所有降水井的井位根据图纸正确定位。对每口井均设置醒目标志,并且对可能受车辆行走影响的电缆线以及管路部位加以防护,并且抽水人员加强对现场的巡视力度。
㈣深基坑降水工程施工:
1、深基坑降水工程施工当根据设计文件和设计技术要求,结合工程实际编制施工组织设计。施工组织设计除具备常规的内容外,还重点包括环境保护措施、监控措施和急抢救措施等内容。
2、施工组织设计按规定程序进行审批。经批准的施工组织设计,不得随意变动。如确实需要进行修改时,应当经原批准单位组织专家讨论和审批同意,并征得原设计单位认可。
3、降水期间我公司将加强对施工现场的质量安全管理,履行技术管理程序,按照审定的施工组织设计进行施工,并对施工现场和周围环境进行监控。施工现场应当按深基坑降水设计、施工要求配备应急抢险器材和人员。
4、加强安全生产管理,严格执行安全生产责任制。施工现场必须采取有效的防范措施,防止安全事故的发生。
㈤深基坑降水监测:
1、深基坑降水监测包括:监测系统采用精度高、灵敏度高、耐用、安全等特点,监测采用商业化软件,进行数据自动采集和实时监测。同时,在基坑外重要部位布置2-3个人工监测点,便于同智能监测点对比分析。
2、专业监测单位根据勘察报告、设计文件、降水监测方案和施工组织设计等有关监测要求,制定监测监护方案,提出各项报警值界限,并经审核后实施。监测记录规范,监测数据准确,并及时计算整理,提出合理意见,经审核后报设
计、施工、监理等有关单位。工程期间,监测单位及时向委托方提交监测报告。
3、暴雨季节及地下水位涨落大、地质情况复杂等情形,监测单位加强对深基坑内外水位观测和周围环境的沉降、变形、地下水位变化等观察工作,有异常情况应当及时报告,并督促施工单位采取有效措施。
4、深基坑内外水位实行自动监测,实现信息化和数字化管理,监测单位将计算机采集系统水位监测结果向降水单位和监理单位汇报,并由监理单位及时向设计单位、甲方通报监测分析情况,提出合理意见。监测采集数据已达报警界限时,应当及时通知有关各方及时采取措施。
㈥深基坑降水应急预警:
在深基坑开挖前进行坑内降水,对坑内、坑外水位变化进行监测,分析判断坑内水位降低与坑外的水力联系状况,根据坑内外水力联系强弱划分为三个等级:弱(三级)、较强(二级)、强(一级),并设立预警装置,依次采用蓝色、橘红色和红色来加以表示。一旦坑内外水力联系较强时就要启动报警。具体规定如下:
三级状态:坑内降水坑外水位不发生变化或水位下降非常缓慢,且坑外最大水位降深到一定深度后停止下降,说明坑内和坑外无水力联系或水力联系弱,预警指示灯始终处于蓝色状态;
二级状态:坑内降水坑外水位发生持续小幅下降或发生明显波动,说明坑内外水力联系较强,预警指示灯由蓝色转为橘红色状态,以示警惕;
一级状态:坑内降水到一定深度时,坑外水位发生大幅度波动或出现明显下降,说明坑内外的水力联系强,预警指示灯转为红色状态,启动警报系统,实施报警,需要及时采取坑外回灌措施,以防事态的进一步扩展,立即请示上级主管部门,及时研究防治对策。
㈦深基坑降水警报分级处置与应急措施:
1、所有监测结果均处于三级状态时,施工可以按照正常程序进行。
2、当监测水位或基坑外地面沉降监测结果出现了二级状态时,就要引起高度警觉,借助专家系统判断,分析可能出现的危险,并加以控制。
3、当监测水位或基坑外地面沉降监测结果出现了一级状态时,工程已处于严重的警备状态,实施全线告急,请示项目经理快速作出响应与抉择,以最快速度提出应急解决方案。
九、封井方案:
地下降水井底板施工完成后根据工程需要留置基坑内降水井,对基坑内地下水做观测,所有留置的降水井均安装井箍(大于井径100mm,高800mm、厚3mm的圆筒),待主体结构施工完成以后进行封井。封井前在井内插入注浆管,然后向井内高压注入水泥浆,注满后采用10mm厚钢板法兰封井,用电焊焊牢,最后恢复底板上皮钢筋,浇筑预留的底板混凝土。见下图:
法兰盖橡胶压垫法兰环350350100100φ12螺栓φ12螺栓基础底板水 泥 浆基础底板100φ500套筒厚度3mm100周圈满焊焊牢垫层降水井管垫层钢套筒止水环100宽厚度3mm基坑内留井法兰封井示意图封井法兰套筒详图
十、降水质量保证措施:
㈠井点成孔质量控制措施:①钻孔的孔口处设置护筒;②孔径施工垂直,上下一致,管井设计管径Φ400mm,孔底比管底深1.0m;③空压机洗井至水清砂净;④钻进中在需要的时候取土样并做好记录;⑤分节组装的井点管直径一致。管井井点管采用无砂混凝土管,其孔隙率不小于20%,且外壁包无纺布。
㈡井点管沉设符合下列规定:①下管前进行冲孔换浆,泥浆比重控制在1.15-1.25之间;②沉设前应先配管, 分节沉设时,各节应同心并连并连接严密;③管井井点管高出地面200mm,井点管就位固定后,管上口应临时封闭;④滤料洁净,其规格为含水层筛分粒径的5~10倍。投放时符合下列要求:滤料投放前清孔稀释泥浆;滤料沿井管周围均匀投放,投放量不得小于计算量的95%;滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平。井点管沉没后,检查渗水性能。当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时方为合格。配水管路断面根据排水流量确定并连接严密。排出的水经过沉砂处理后,方可排入市政管道。降水井点系统,在工程结构底板浇注完毕且混凝土强度达到设计要求后撤除、封井。井点封井后,及时回填密实。
㈢降水井保护措施:①坑内井在井口处用Ф16螺纹钢焊好保护架,设置井盖盖好。②坑外砌筑井台,井口设置井盖盖好,以防掉落井内杂物。③土方开挖时,除向土方开挖人员作好保护交底外,派专人负责看护成井,并随土方下挖逐节拆下井管。
㈣观测井的保护措施:①槽内观测井在井周围做好标志,以示保护。②每天进行巡视,检查观测井的保护情况。
㈤水泵安装:①潜水泵用钢丝绳吊放。②安装并接通电源,铺设电缆和电闸箱,做到单井单控电源,并安装时间水位继电自动抽水装置和漏电保护系统。
㈥抽降:根据基坑开挖深度及观测井水位变化情况分阶段控制潜水的降深。开始抽水时,因出水量大,为防止排水管网排水能力不足,可有间隔的逐一起动水泵。
抽水开始后,应逐一检查单井出水量、出砂量。当出砂量过大,可将水泵上提,如出砂量仍然较大,应重新洗井或停泵补井。
㈦水位观测:抽水前应进行静止水位的观测,抽水初期每天早晚7点观测2
次,水位稳定后应每天观测1次,水位观测精度±2cm,并绘制地下水水位降深曲线。
㈧抽排水控制措施:洗井后及时下泵,根据地下水流量确定泵的型号。由于本工程工期较长,为节约电力资源及降低水泵损坏率,我们将使用SWKX—2001型降水水位控制器,根据水位变化自动开关水泵,这样避免了人为因素影响水位上涨,保证抽水效果,并且可节约电能达80%以上。现场设专门抽降水管理小组,进行水位观测、抽降水记录。
㈨水位观测措施:水位设专人测量记录,坚持每天一次。观测记录每周上报一次,并根据测量数据调整降水方案。减少抽水对周围环境影响的措施:防范抽水带走土层中的细颗粒,根据地层选择合适的滤网,把好埋设井管和回填砂滤料的质量,并随时监控抽出的地下水是否有混浊现象。井点尽量保持连续运转,避免间歇和反复抽水。当抽水达到要求的稳定降深后,调整水泵的数量,以控制总抽水量,尽量避免过多的抽取地下水。经常分析地面沉降观测点的监测资料,一旦发现问题及时处理,必要采取井水回灌措施。 (三)土方开挖要求
一、土方开挖原则及要求:
遵循“分层开挖、对称开挖、严禁超挖”的原则,做到分区、分块、分层开挖,将基坑开挖造成的周围设施变形控制在允许范围内。
1、开挖过程中每一级放坡不陡于1∶1.5,总坡度不超过1∶3,开挖过程中开挖面高差不大于3m。
2、待地下水位降至开挖面以下1.0m后,进行土方开挖。挖至基底上皮300mm处,采用人工清底,严禁超挖或扰动地基土。
3、根据结构重要程度确定监测预警值,以监控量测数据分析反馈作为依据基础。当通过监测,变形接近警戒值时,立即停止开挖,采取补偿跟踪注浆或注浆加固等措施确保周边环境的安全稳定。根据监控量测、信息反馈、位移反分析来调整支护参数,以此作为安全保证的主要手段。
4、减少基坑顶边缘地面荷载,严禁超载和在基坑周边堆放土方,特别是吊装机械在坑边作业时采取适当的措施,确保基坑边的稳定。
二、施工准备
1、施工前熟悉施工图纸,认真确定槽底标高。施工前依据规划院给定定位桩点或引桩放出基槽边线,并通知监理验线。
2、施工前观测降水井内水位情况,水位应低于槽底标高0.5m以上,并且水位上涨平稳,无上涌现象,方可具备开槽条件。
3、检查基坑支护系统侧向滑移观测桩点是否设置并完好。 4、检查水准点是否引至现场并且准确有效。
5、夜间施工时,有足够的照明设施,在危险地段设明显标志或围护栏,合理安排开挖顺序,防止错挖或超挖。
三、基坑开挖施工措施: ㈠土方开挖措施:
1、土方开挖时坑底设置出土坡道,以保证出土效率,挖出的土方现场运至甲方指定的存土区域。
2、本工程土方开挖施工处在冬季施工期,土方上冻变硬不利于开挖,施工
进度安排是充分考虑该情况适当延长开挖工期并增加机械数量;冬季开挖基础地下水位较浅,且部分浅层水已经冻结,有利于本工程的降水工作;同时土方上冻后较利于边坡保护。
3、开挖基槽前,合理确定开挖顺序和分层开挖深度,遵循原则。从上到下分层分段依次进行。
4、在土方开挖过程中,随开挖随用经纬仪依据基坑帷幕系统侧向滑移观测桩点对基坑帷幕系统进行侧移情况观测,每4h观测一次,并做好观测记录。当基坑帷幕系统侧移达到10mm时,及时采取基坑加固方法进行处理。
5、基槽底部300mm高无扰动土采用人工挖土,对局部超挖的部分要用砂、碎石或混凝土填充。
6、当土方开挖快接近基底标高时,在基槽上放出基底标高控制线,控制线采用红色油漆进行标注。挖掘机开始使用平刮方式进行挖土,现场配合测量人员随时配合挖掘机测量挖土的标高,避免土方超挖。
7、基槽开挖时设专人看护基础桩,以免挖掘机对桩身造成碰伤。 8、基槽挖好后及时进行垫层施工,尽量减少暴露时间。
9、基坑临边保护:临边防护做到有临边就要有防护,对施工基坑开挖中出现的临边一律做安全防护。采用定制式钢护栏。
㈡土方开挖保护措施:
1、开挖过程中要保证降水井的安全,挖掘机距离降水井不小于1000mm。 2、挖掘过程中合理安排行走路线,尽量保护好降水井,派设专人进行指挥,对降水井采用绕挖。
3、水泵电源线,夜间施工照明线路,布置合理,随时进行调整,严禁线路拖地,防止被碾压。
4、遇到工程桩时,采用小型挖掘设备进行绕挖,尽量避免碰撞,工程桩超灌部位随挖随处理。
5、垫设30mm厚钢板防止机械设备碾压止水帷幕防。 ㈢修底:
机械挖槽挖至桩顶标高以上0.3m处为止,余留部分用人工进行清理和修底,以保证槽底无扰动。人工修底的同时,要抄平测量,确保槽底标高准确。
㈣基坑上人马道的设置:
采用折返式钢爬梯作为人员上下通道。 ㈤逃生安全通道的设置: 利用上人钢爬梯作为逃生通道 四、基坑开挖注意事项:
㈠基坑开挖中质量控制要注意以下几点:
1、严格按照设计进行施工,同时加强质量保证措施,确保基坑稳定。 2、施工过程中,密切与施工监测配合,加强信息化施工管理,并且对信息施工中反馈的监测信息加以整理,制作成线性图表加以分析,若有不稳定的因素存在,及时报请工程师和设计人员调整施工方案,将基坑开挖对周围环境的影响减至最小程度,确保基坑成型。
3、基坑开挖时把基坑侧壁的稳定成型放在首位,已开挖的基坑侧壁不稳定时停止并及时处理,不许再向下开挖。
4、密切监测基坑周围的地下水位线的变化,必要时,报请监理工程师和设计人员,在地面打补水孔注水,确保基坑周围的地下水位线因基坑开挖而受到的
影响在设计允许范围之内。
5、开挖过程中随时做好基坑内的排水工作,及时排出坑内积水,确保开挖过程中基坑底部干燥,确保基坑底部强度和稳定性不被破坏。
6、限制2倍基坑开挖范围内堆土堆物荷载不超过15KN/m2,并做好计算校核工作,随时检查确保安全。
7、基坑内各种管线附近2m范围内的土方不得由机械进行开挖,确实作好地下各类管线的保护工作。
8、基坑开挖过程中,及时进行地质描述,做好开挖记录,当地质情况变化并与设计不符时,应立即报监理工程师和设计人员,及时调整施工方法。
㈡基坑开挖中安全控制要注意以下几点: 1、做好基坑开挖过程中的各项施工监测工作。每个部位每12小时进行观测,一旦出现超过允许值时应立即停止作业。
2、各种设备作业要划出作业区域和行走路线,做到专机专用、专机专属作业面,在基坑内的设备不允许随意流动。
3、机械作业面不允许安排人群作业,只设指挥人员和协调安全检查人员,即使有人群作业也要明确作业区域,在基坑内作业要挂牌施工。
4、作好基坑四周的护栏设置工作,护栏用脚手管搭设,高1.5m。 五、土方外运:
1、工程采用明挖顺施法施工,开挖出的土石方运至甲方指定存土区。 2、为保证运输过程不影响场区清洁,对敏感的扬尘和泥水问题要做好合理的安排,切实的解决,防止运输车辆漏、掉泥土。
3、工程土方运输时,在运输车辆出施工区域前,将车辆用高压水在洗车槽冲洗干净,确认车体和车轮清洁,再经严格检查并登记后,方可放行,同时加强职工教育,使整个外运弃土工作在文明施工的指导下井然有序的进行。
4、运输车辆进出施工现场路口,设专人统一指挥,及时疏散行人和交通车辆在保障市内交通顺畅的同时,确保外运弃土工作的顺利进行。
6、运输车辆驶出施工现场,进入市内交通道路,精心驾驶,遵守交通规则。 (四)土方回填要求
一、土料选用:
填土前,对土质进行严格检查,土体含水率控制在规范要求范围内,施工含水量和最优含水量之差在-6~+2%范围内,土体内的碎块草皮和有机物含量不大于8%。
二、作业条件:
1、填土前对填方基底和基础、地下构筑物及地下防水层、保护层等进行检查,并办好隐蔽验收手续。其结构强度达到规定的要求,方可进行回填土。
2、施工前根据工程特点、填方种类、设计压实系数、施工条件和压实工艺等合理确定填料含水量、每层填土厚度和压实遍数等施工参数。
3、房心和各种管沟的回填,在完成上下水道安装,并经试水合格,管沟墙间加固后再进行,并将填区内的积水和杂物清除干净。
4、填土前,作好水平、高程的测设,室内和散水的墙边作好水平标记。 5、确定好土方机械、车辆的行走路线,事先经过检查,必要时进行加固加宽等工作。
三、工艺流程与操作工艺: ㈠工艺流程:
基坑底坪上清理→检验土质→分层铺土→分层碾压夯实→检验密实度→修整找平验收
㈡操作工艺
1、填土前,应将基坑(槽)底或地坪上的垃圾等杂物清理干净,抽除坑穴积水、淤泥。如在耕植土或松土上填方,应在基底压实后再进行。
2、检验回填土的质量有无杂物,粒径是否符合规定,以及回填土的含水量是否在控制范围内;如含水量偏高,可采用翻松、晾晒或均匀掺入干土等措施;如遇回填土的含水量偏低,可采用预先撒水润湿等措施。
3、填土应分层铺摊,每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定。
填土每层的铺土厚度和压实遍数 压实机具 平碾 震动平碾 蛙式 柴油式 打夯机 人工打夯 分层铺土厚度(mm) 250-300 200-250 不大于200 每层压实遍数(遍) 6-8 根据机器性能经试验后确定 3-4 3-4 4、夯实回填土每层至少夯打三遍。打夯时一夯压半夯,夯夯相接,行行相连,纵横交叉。严禁采取水浇使土下沉的所谓“水夯”法。
碾压时,每层接缝处作成斜坡形,碾迹重叠0.5-1.0m左右,上下错缝距离不应小于1m。长宽比较大时,填土应分段进行。
5、人工填土,每层虚铺填土厚度不大于250mm,夯重30-40kg;落高400-500mm。夯实基坑、地坪,行夯路线由四边开始,夯向中间。
6、深浅基坑(槽)相连时,先填夯深基础;填至浅基坑相同的标高时,在与浅基础一起填夯。分段填夯时,交接处应填成阶梯形,梯形的高宽比一般为1∶2。上下层错缝距离不小于1.0m。
7、基坑(槽)回填应在相对两侧或四周同时进行,基础墙两侧标高不可相差太多,以免把墙挤歪,较长的管沟墙,应采用内部加支撑的措施,然后,再在外侧回填土方。
8、回填房心及管沟时,为防止管道中心线位移或损坏管道,应用人工先在管子两侧填土夯实;并应由管道两侧同时进行,直至管顶0.5m以上时,在不损坏管道的情况下,方可采用机械夯实。
9、修整找平:填土全部完成后,应进行表面拉线找平,凡超过高程的地方,及时依线铲平;低于高程的地方,应补土夯实。
10、回填土每层填土夯实后,应按规范规定进行环刀取样,测出干土的质量密度达到要求后,再进行上一层的铺土。
四、质量标准 ㈠主控项目
1、基土严禁用淤泥、腐植土、冻土、耕植土和含有有机物质大于8%的土作为填土。
2、填土标高应满足下表要求。
回填土工程表面允许偏差和检验方法 项次 项目 桩基 允许偏差(mm) 场地平整 管沟 地(路) 检查方法 1 2 标高 分层压实系数 基坑 基槽 -50 人工 机械 面基础层 -50 -50 设计要求 水准仪或拉线检查 按规定方法 ±30 ±50 设计要求 3、回填土必须按规定分层夯实。取样测定压实后的干土质量密度,其合格率不应小于90%;且不应集中。环刀取样的方法及数量应符合规定。
㈡一般项目
1、回填的土料,必须符合设计及施工规范的规定。
2、填土施工过程中应检查排水措施,每层填土厚度,含水量控制、压实程度、填筑厚度及压实遍数,应根据土质、压实系数及所用机具来确定。如无试验依据,应符合下表要求。
回填土施工技术要求 允许偏差(mm) 项次 项目 桩基 基坑 基槽 20 场地平整 人工 机械 设计要求 设计要求 20 30 地(路) 管沟 面基础层 检查方法 1 2 3 回填土料 分层厚度及含水量 表面平整度 设计要求 设计要求 20 20 取样检查及直观鉴别 水准仪及抽样检查 用靠尺或水准仪 五、主要质量关键点的控制: 1、按要求测定土的干土质量密度:回填土每层填土夯实后,按规范规定进行环刀取样,测出干土的质量密度,达到要求后,再进行上一层的铺土。
2、试验报告要注明土料种类,试验日期、试验结论及实验人员签字。未达到设计要求的部位,应有处理方法和复验结果。
3、回填土下沉:施工中认真执行规范的有关规定,并要严格检查,发现问题及时纠正。防止因铺土超过规定厚度,或冬期施工时有较大的冻土块,或夯实不够遍数,甚至漏夯,基地有机物或树根、落土等杂物清理不彻底等原因,造成回填土下沉。
4、回填土夯压不密实:在夯压时对土适当撒水加以润湿,再打夯或碾压,如出现弹性变形的土(俗称橡皮土),将该部分土方挖除,另用砂土或含砂石较大的土回填。
5、管道下部夯填不实:管道下部按标准要求填夯回填土,如果漏夯、不实会造成管道下方空虚,造成管道折断而渗漏。
6、填方按设计要求预留沉降量,设计无要求时,根据工程性质、填方高度、填料种类、密实要求和地基情况等,与建设单位共同确定(沉降量一般不超过高度的3%)。 (五)施工监测
一、监测重点、监测目标及执行标准:
㈠监测重点及难点分析:
在基坑开挖过程中,由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界
其它因素的复杂影响,很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题,况且理论预测值还不能全面而准确地反映工程的各种变化。所以在理论指导下有计划地进行现场工程监测十分必要。特别是对于类似本工程的民生工程,就必须在施工组织设计中制定和实施周密的监测计划。本工程的监测保护考虑了以下各因素的影响:
1、本工程地下室平面形状大致呈矩形,有平面复杂、竖向高低错落的特点,同时施工周期长,工程施工流程多,技术难度大;
2、本工程水泥土搅拌桩若局部存在质量缺陷,导致止水帷幕漏水,需对坑外潜水及坑内降水水位进行观测,以及时发现渗漏水情况;
3、基坑开挖不对称等现场施工条件制约,支护结构可能存在受力不均匀的情况,造成围护结构或坡体失稳等现象;
4、本项目中的结构物存在先后施工顺序的情况,存在施工时相互影响的问题,需进行监测以反映工程的各种变化。
因此,本工程监测工作相当重要,必须严格按设计等有关方面的变形控制要求进行设计和实施,对基坑本体及周边建筑物作重点监测。
㈡监测目标:
鉴于上述分析的重点和难点本工程监测的目的主要有:
1、通过对监测数据分析,判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求,同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制,从而切实实现信息化施工。
2、通过监测,及时掌握和提供基坑、围(支)护系统、地表的变化信息和工作状态,确保本工程基坑开挖期间周边道路、管线正常运行。
3、通过监测及时发现基坑施工过程中的环境变形发展趋势,及时反馈信息,达到有效控制施工对建筑物及管线影响的目的。
4、通过监测及时调整支撑系统的受力均衡问题,使得整个基坑开挖过程能始终处于安全、可控的范畴内。
5、及时预报险情,以便采取措施,防止事故发生。
6、将现场监测结果反馈给建设单位、设计单位,使设计能根据现场工况发展,进一步优化方案,达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。
7、通过跟踪监测,支撑拆除阶段施工科学有序,保障基坑始终处于安全运行的状态。
8、必要时为业主提供法律及公证所需要的证据。 ㈢设计基本原则 1、系统性原则:
⑴所设计的监测项目有机结合,并形成有效四维空间,测试的数据相互能进行校核。
⑵运用、发挥系统功效对基坑进行全方位、立体监测,确保所测数据的准确、及时。
⑶在施工工程中进行连续监测,确保数据的连续性。 ⑷利用系统功效合理布设监测点。 2、可靠性原则:
⑴设计中采用的监测手段是已基本成熟的方法。
⑵监测中使用的监测仪器、元件均通过计量标定且在有效期内。 ⑶在设计中对布设的测点进行保护设计。
3、与结构设计相结合原则:
⑴对结构设计中使用的关键参数进行监测,达到进一步优化设计的目的。 ⑵对结构设计中,在涉及的受力部位及受力内容进行监测,作为反演分析的依据。
⑶依据设计计算情况,确定围护结构及支撑系统的报警值。 ⑷依据业主、设计单位提出的具体要求进行针对性布点。 4、关键部位优先、兼顾全面的原则:
⑴对围护体系统中相当敏感的区域加密测点数和项目,进行重点监测。 ⑵对勘察工程发现地质变化起伏较大的位置,施工过程中有异常的部位进行重点监测。
⑶除关键部位优先布设测点外,在系统性的基础上均匀布设监测点。 5、与施工相结合原则:
⑴结合施工实际确定监测方法、监测元件的种类、监测点的保护措施。 ⑵结合施工实际调整监测点的布设位置,尽量减少对施工质量的影响。 ⑶结合施工实际确定测试频率。 6、经济合理原则:
⑴监测方法的选择,在安全、可靠的前提下结合工程经验尽可能采用直观、简单、有效的方法。
⑵监测元件的选择,在确保可靠的基础上择优选择国产及进口之仪器设备。 ⑶监测点的数量,在确保全面、安全的前提下,合理利用监测点之间联系,减少测点数量,提高工作效率,降低成本。
二、基坑变形监测内容和项目: ㈠监测范围:
本章监测范围为本工程围护结构、工程水文地质以及围护结构周围2倍坑深内的地面建(构)筑物、地面(地下)道路、管线等。
㈡监测内容:
根据施工招标图设计说明及本工程实际施工情况,本工程需要进行以下项目的监测:
1、围护结构监测:坡顶水平位移监测;坡顶竖向位移监测;支护桩水平位移监测;基坑回弹监测。
2、相邻环境监测:建筑物沉降监测;建筑物裂缝监测;道路及地表沉降监测;地下管线沉降及差异沉降监测。
3、地下水监测:地下水位监测。 ㈢监测精度:
监测项目、精度表 序号 (一) 1 2 3 (二) 7 8 9 (三) 监测对象 监测项目 围护结构 坡顶水平位移 坡顶竖向位移 坑底回弹 相邻环境 基坑周边地表沉降 建筑物沉降 建筑物裂缝 沉降及差异沉降 地下水 监测精度 1.0mm 1.0mm 0.3mm 1.0mm 1.0mm 0.1mm 1.0mm 围护结构 地表 相邻建筑物 地下管线沉降 10 地下水 地下水位 10.0mm ㈣监测频率: 监测频率表 施工步骤 施工前 围护结构施工 降水 开挖0~5m 开挖5~10m 垫层~底板结束 底板后7d 底板后7d~31d 底板后31~180d 监测频率 2次 1次/2d 1次/7d 1次/2d 1次/1d 1次/2d 1次/2d 1次/7d 1次/15d 注:监测工作自基坑降水开始进行,直至结构完成且变形稳定后结束,监测频率可根据相关规范要求并结合具体施工阶段调整,如遇异常情况、支撑拆除期应加大监测频率。
①上述监测频率为正常施工情况下的频率,当工程事故或其它因素造成监测项目的变化速率加大时,根据工程的需要增加监测次数直至危险或隐患解除为止;②当监测项目的累计变化值接近或超过报警值时,加密监测;③当监测结果出现异常时,应及时向有关各方汇报;④当变形曲线趋于平缓时,在有充足的证据证明即可判断变化趋于稳定,经发包人和监理工程师同意后可以停止相应项目的监测工作。
㈤监测周期:
每个监测对象的监测周期自监测对象所处区域或附近基坑土建施工开工开始到结构施工完毕为止。但根据实际情况,经建设方和监理工程师特别同意的(监测对象)可以缩短监测周期。变形观测周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则,根据单位时间内变形量的大小及外界因素影响确定。当观测中发现变形异常时,应及时增加观测次数。
㈥监测控制标准:
1、现场安全巡视预警标准: 巡视预警标准 安全状态评价 巡视内容 巡视状况描述 土体塌落范围较大,影响围护体系的稳定 土层性质及稳定性其它部位,土体塌落范围较小,仅局部影响围护体系发挥,状况 但不影响稳定 大股涌水并带砂,或导致周边地面局部塌陷 大股涌水,影响边破稳定,有恶化情形 小股涌水,引起边破较大变形,暂时稳定 小股涌水,未引起边破变形 地下水控制效果 抽水持续出砂,附近地面有明显沉陷 地下水位降不下去,施工安全性受到影响 正常 黄色预橙色预红色预警 警 警 ★ ★ 开挖面土开挖面土质情体渗漏水况 情况 ★ ★ ★ ★ ★ ★ 降水系统能力不足 大股涌水并带砂,或导致周边地面局部塌陷 渗漏水情况 大股涌水,影响边破稳定,有恶化情形 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 小股涌水,引起边破较大变形,暂时稳定 支护结构小股涌水,未引起边破变形 体系 支护体系安全风险较高部位支护与背后土出现脱开,且有扩大情形 开裂、变其它部位支护与背后土出现脱开,且有扩大情形 形变化情况 安全风险较高部位支护与背后土出现脱开,暂无扩大情形 基坑强烈影响区荷载超出设计,围护受力变化大,支护体系基坑影响产生不利影响 区域内超基坑强烈影响区外荷载超出设计,围护受力变化较大,支护载情况 体系产生不利影 基坑周边强烈影响区大面积积水,地面硬化不完善,且截排水系统不环境 完善,流入开挖区或下渗、冲刷或掏空,或引起支护结构受力变化,可能影响安全系数 地表积水 显著影响区大面积积水,地面硬化不完善,且截排水系统不完善,地表水下渗影响安全系数 在基坑边破滑移面附近或隧道中心线上方出现沉陷或隆起,或沉陷严重影响交通 ★ ★ 地面出现明显沉陷或隆起,轻微影响交通 道路 地面沉陷、(地隆起 面) 地面出现沉陷或隆起,暂不影响交通,或在建(构)筑物、 墩台周边出现明显的相对沉陷 地下管线持续漏水(气),且有扩大趋势 管体或接口破损、渗漏 地下管线 地下管线持续漏水(气),暂无扩大趋势 地下通讯电缆被切断 地下输变电管线破坏 管线检查井等附属施工影响范围内地下管线的检查井等附属设施出现开裂或设施的开进水 裂及进水 严重扰动工程周边地质,支护结构受力变化大,对支护体系产生不利影响 扰动工程周边地质,支护结构受力变化较大,对支护体系产生不利影响 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 邻近施工 2、现场量测控制标准:各监测项目的控制标准均为设计给定。 明挖区量测控制标准 序号 (一) 1 2 围护 结构 坡顶水平位移 坡顶竖向位移 监测对象 监测项目 围护结构 ±20.0mm ±20.0mm 2mm/d 2mm/d 监测控制值 速率 3 (二) 5 6 7 8 (三) 9 地下水 地表 地下管线 相邻建筑物 支护桩水平位移 相邻环境 基坑周边地表沉降 地下管线沉降及差异沉降 建筑物沉降 建筑物裂缝 地下水 地下水位 ±15.0mm ±20.0mm ±20.0mm ±20mm 2mm 500mm 2mm/d 2mm/d 2mm/d 2mm/d 有持续发展趋势 —— ㈦第三方监测工作内容: 1、第三方现场巡视:
⑴现场安全巡视对象及范围
现场安全巡视的主要对象为本工程围护结构自身和周边环境。巡视的范围包括所有的现场安全监测对象以及和工程施工有关的被影响对象。
⑵现场安全巡视内容:
现场安全巡视对象包括基坑围护结构、周边建筑物、桥梁、周边道路、地下管线以及周边邻近施工情况。现场安全巡视的内容如下:
工程自身:对开挖面地质情况巡视以下内容:①土层性质及稳定性。包括:土质性质及其变化情况(土质密实度、湿度、颜色等性质,分布情况,与地质勘察及踏勘结果和设计条件的差异情况);开挖面土体渗漏水情况(渗漏水量、气味、颜色、是否伴有砂土颗粒、发生位置、发展趋势等);土体塌落(塌落位置、塌落体大小、发展趋势、塌落原因等)。②地下水控制效果。包括:堵水效果或抽降水控制效果、降水井抽水出砂量、变化情形及持续时间、附近地面沉陷情况等。
对支护结构体系巡视以下内容:①支护体系施作及时性情况。②支护体系渗漏水情况。包括渗漏水量、气味、颜色、是否伴有砂土颗粒、发生位置、发展趋势等。③支护体系变形变化情况。
对基坑周边巡视以下内容:①坑边超载。包括坑边荷载重量、类型、与坑缘距离、面积、位置等。②地表积水。包括积水面积、深度、水量、位置、地面硬化完好程度、坡顶排水系统是否合理及通畅等。
2、周边环境:
建筑物:①建筑物墙体、地面开裂、剥落。包括裂缝宽度、深度、数量、走向、剥落体大小、发生位置、发展趋势等。② 地下室渗水。包括渗漏水量、发生位置、发展趋势等。
桥梁:墩台或梁体开裂、剥落情况,包括裂缝宽度、深度、数量、走向、剥落体大小、发生位置、发展趋势等。
道路(地面):① 地面开裂。包括裂缝宽度、深度、数量、走向、发生位置、发展趋势等。②地面沉陷、隆起。包括沉陷深度、隆起高度、面积、位置、距墩台的距离、距基坑的距离、发展趋势等。
地下管线:①管体或接口破损、渗漏。包括位置、管线材质、尺寸、类型、破损程度、渗漏情况、发展趋势等。②检查井等附属设施的开裂及进水。包括裂缝宽度、深度、数量、走向、位置、发展趋势、井内水量等。
周边临近施工情况:在施工程项目规模、结构、位置、进度、与本工程水平距离、垂直距离等。
3、现场安全巡视频率及周期
我方应对基坑本身及周边环境进行日常巡视,保证安全。围护结构施工与降
水期间1次/7天,基坑开挖期间和底板浇筑后的巡视频率与围护结构监测频率相同。
现场安全巡视周期为现场监测服务的周期。 4、现场安全巡视的资料整理
文字报告:现场安全巡视完毕之后,进行资料整理,形成文字报告放在监测日报里,报告形式可采用记录表格的形式。报告内容包括:巡视时间、巡视地点、巡视对象、巡视内容、存在问题描述、原因分析、安全状态评价、采取措施建议等。
图像资料:现场安全巡视风险工程过程中所拍摄的照片进行存档,并将其附在文字报告之后。
记录表格:现场安全巡视记录表格采用招标文件中的表格。 二、仪器设备
由于本工程为天津市重点工程,而且工程地质和水文地质情况相当复杂,环境和基坑保护工作的责任相当重大,因此我联合体拟投入最好的仪器设备用于本项目的监测工作:平面位移测量选用测量机器人—TCA2003(A)全站仪,水准测量选用瑞士Leica的NA2+GPM3高精度水准仪,深部水平位移测量(测斜)选用进口的美国新科测斜仪。这些仪器的测量精度和稳定性在同类型仪器中处于顶尖水平。同时在确保安全的前提下,本着经济合理的原则,在基坑监测中埋设的传感器选择国内信誉好、质量有保障、有长期合作关系的生产厂商。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 仪器设备 名称/型号 全站仪TC2003(A) 经纬仪T2 水准仪NA2+GPM3 测斜仪 美国新科 水位计 SWJ-8090 沉降仪 CJY-80 台式电脑 便携机 打印机 电子水簿 PDA 对讲机 GP88S 仪器设备性能 0.5″1mm+1ppm 2.0″ 0.3mm/km ±0.01mm/500mm ±1.0mm ±1.0mm 生产厂家 瑞士Leica 瑞士Wild 瑞士Leica 美国 常州金土木 常州金土木 品牌电脑 品牌 惠普系列 SONY MORTOROLA 测量参数 水平位移监测 水平位移监测 垂直位移监测 深层水平位移 水位观测 土体隆沉 数据处理 数据处理 输出设备 现场记录 现场通讯 ㈡主要仪器的图片及性能如下: 瑞士Leica公司生产的NA2+GPM3高精度水准仪,仪器标称精度为±0.3mm/km。 瑞士Leica公司生产TC2003带伺服马达全站仪,测量机器人,高精度仪器的典范,能自动对中,自动记录观测数据。测角精度指标为±0.5″,测距精度指标为1mm+1ppm。 美国新科公司生产,DigitiltDataMateII读数仪,配Digitiltinclinometer系列探头,能自动记录观测数据。系统总量程为±53°,系统精度±0.01mm/500mm,灵敏度±10弧秒(±0.05mm/m)。 国内公司生产的SWJ-90型钢尺水位计,分辨率±1mm,重复误差±2mm。 国内公司生产的CJY-80沉降仪,分辨率±1mm,重复误差±3mm,温度范围-300C~+800C,标准孔102~152mm。 ㈢监测元件产地和辅助材料: 监测元件分类 侧向位移 水位观测 土体回弹 名称 测斜管(JTM-G7600A型PVC) 水位管(JTM-G9600A型) 沉降磁环(JTM-H8800A型) 常州金土木 供应商 上表中仪器供应商均是通过我联合体供方调查的合格的供应商,与我联合体有着良好的长期的合作关系,订货后一周内完成供货及产品检验。施工期间我联合体根据施工顺序、各节点的工况有针对性的及时下单,一般控制在埋设元件一周前到货并完成检验,确保仪器的长期稳定运行。
三、监测的方法及监测点的布置、埋设: ㈠围护结构监测
1、桩(坡)顶水平位移、竖向位移监测:
坡(桩)顶的水平位移监测采用电子全站仪基准线法或坐标法监测。 基准线法指的是沿基坑边建立基准线,基准线的两端点按照两级控制的原理设置。首级控制点为基准原点,一般布设在工地现场以外不受基坑位移影响的地方;第二级控制点为工作基点即基准线的两端点,一般布设在工地现场内且受位移影响相对很小的地方,实际布设时,对于矩形基坑,工作基点常布设在矩形凹角上。测量时,首先用基准原点检测工作基点,如果工作基点有位移,则对其坐标进行修正,然后用工作基点监测布设在冠梁上的水平位移点。首次测量时,采
用坐标法测定工作基点和测点的初始坐标。每次观测时,在基准线的一端安置电子全站仪,照准基准线的另一端,然后将基准线投射到水平位移点的旁边,通过量取水平位移点离开基准线的水平偏距,并从两次观测所得水平偏距之差,即可得知两次期间冠梁水平位移点的位移量。
坐标法:平面控制采用两级控制。在远离基坑影响区域外设立若干个一级基准点,构成平面三角形网,对基准网采用高精度全站仪进行边角联测,并采用平差软件进行平差处理,得到基准点的高精度坐标。并通过对基准网的定期检测来判断各基准点的稳定情况,从而对不稳定的基准点剔除或进行修正。在上述监测点附近布设二级监测工作基点,每次监测时,将全站仪架设在基准点上,测量出工作基点平面坐标,再根据工地通视情况将仪器架设在其中的任一个工作基点上,测得各监测点在上述坐标系统中的平面直角坐标,通过两次观测所得各监测点坐标之差即可得知这两次期间监测点的水平位移量。
竖向位移监测采用精密水准测量的方法,其基本思想为:在沉降区域外埋设高程基准点,基准点必须牢固稳定,不受基坑施工的影响。基准点布设以三个点为宜,且构成一个基准网,通过对基准网的定期检测可得知各基准点的稳定情况,从而对不稳定的基准点剔除或进行修正。每次监测时,通过精密水准仪将基准点的标高引测到各沉降监测点上,从而得到各测点的高程,根据测点两次所测得的高程之差即可得知测点在这两次期间的沉降量。监测过程中的限差要求、测量步骤、手簿记录和计算均参照国家二等水准测量规范的规定进行。
2、坑底回弹监测: ⑴监测点布置原则
回弹监测点应按纵向或横向剖面布置,剖面宜选择在基坑的中央以及其它能反映变形特征的位置。
⑵监测点埋设及技术要求
本工程基坑回弹拟采用二等精密水准测量监测,方法同墙顶竖向位移监测。使用电子水准仪进行观测,精度达到0.3mm/km。在土体开挖到底标高,并打好垫层后,在垫层上埋设沉降监测点,埋设方法同地连墙墙顶沉降监测点埋设方法。
⑶监测方法及数据采集
从高程基准点引测标高至坑底周边的支护上,做为工作基点,至少引测两个工作基点,与监测点组成附合或闭合水准路线,使用二等精密水准测量方法监测,具体监测方法和精度要求同前。埋设完监测点后,测3次稳定值,取平均值作为计算基坑回弹监测的初始值。
⑷监测数据处理
相邻两期观测点的变动分析通过比较相邻两期的最大变形量与最大测量误差(取两倍中误差)来进行,当变形量小于最大误差时,可认为该观测点在这两个周期内没有变动或变动不显著;对多期变形观测成果,当相邻周期变形量小,但多期呈现出明显的变化趋势时,应视为有变动。
㈡相邻环境监测 1、建筑物沉降监测 ⑴基点及测点布置原则 ①控制网布设形式
本项目建筑物沉降变形监测控制网,与墙顶竖向位移监测控制网共用,布设形式与其相同。
②测点布置原则
在临近基坑的周围建筑物上布设沉降监测点,每隔12-15米布设一个沉降监测点。
⑵测点埋设及技术要求 ① 点埋设方法
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